Új lap - 1
1. RÖVIDEN A MIKROSZKÓP SZERKEZETÉRÕL ÉS HASZNÁLATÁRÓL
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
szemlencse (okulár) tubus prizmaház revolverfoglalat tárgylencse (objektív) tárgyasztal komdenzor fényrekesz a kondenzor mozgató
file:///D|/szervezettan/jegyzet anyaga/mikroszkop.htm (1 of 5) [2010.03.09. 9:28:16]
Új lap - 1
csavarja 10. tükör 11. talp 12. mikrométercsavar 13. makrométercsavar 14. centrálócsavar 15. arretálócsavar 16. tárgylemezrögzítõ kapocs 17. álvány Közeli kis tárgyak látószögét mikroszkóp segítségével nagyíthatjuk meg. A fénymikroszkóp két gyûjtõlencserendszerbõl álló összetett nagyító, melyben a tárgylencse (objektív) által a tárgyról alkotott nagyított, reális képet a szemlencsével (okulárral) szemléljük és így fokozott nagyítású, virtuális képet kapunk. Egyszerû lencsék helyett több lencsébõl álló lencserendszereket alkalmaznak. A közönséges, átvilágításos rendszerû mikroszkópokkal csak átlátszó tárgyakat (metszeteket, keneteket, átlátszó csiszolatokat) vizsgálhatunk. A készítményt tárgyasztalon helyezzük el. A tárgyat a tárgyasztal közepén lévõ nyíláson át párhuzamos sugarak konvergáló nyalábjaival világítjuk meg. A tárgy síkjában keresztezõdõ sugárnyalábok a tárgypontokból kiinduló sugárkúpokat alkotva kerülnek a mikroszkóp legfontosabb optikai részébe, az objektívbe, mely a gyújtópontján kívül, de ahhoz közel fekvõ tárgyról nagyított, fordított, reális képet ad. A különbözõ típusú objektívek közül a legegyszerûbb felépítésûek az akromátok. Ezek színi eltérés szempontjából a sárga és a zöld színre korrigáltak, azaz a színkép színei közül csupán e kettõt egyesítik ugyanazon távolságban. Az akromátok a sík tárgyról domború képfelületet alkotnak, ennek következtében a látótér közepét és a szélét egydejûleg nem látjuk élesen. Vizuális megfigyeléskor a teljes látóteret csak a finombeállítócsavar gyakori mozgatásával tekinthetjük át. Az apokromát - objektívek három színre vannak javítva, ezért gyakorlatilag színi eltéréstõl mentesek, azonban különbözõ színû képek mérete nem teljesen azonos. A plánakromátok színkorrekció szempontjából az akromátoknak felelnek meg, képdomborodásuk elhanyagolható. Az objektívek foglalatán feltüntetik a jellemzõ adatokat: a nagyítást, a numerikus apertúrát, az alkalmazandó fedõlemez-vastagságot, valamint a mechanikai tubushosszúságot. Az objektív nagyításán a reális kép és a tárgy lineáris méretarányát, ill. a képtávolság és a tárgytávolság viszonyát értjük. A nagyítás az objektív képoldala gyújtópontjától a képig terjedõ távolság (optikai tubushossz) és a gyújtótávolság hányadosával is kifejezhetõ. A mikroszkóp-objektívek és ezáltal az egész mikroszkóp teljesítõképességét nem a nagyítás, hanem a feloldóképesség határozza meg, amely egyenlõ a még éppen elkülöníthetõ két tárgypont egymástól való távolságával. A hasznos nagyítás felsõ határán a részletek jól megkülönböztethetõk, de ez a kép még nem kelti életlenség benyomását. A fény hullámtermészete alapján bizonyítható, hogy a mikroszkóp feloldóképessége csupán a tárgyat átvilágító fény közepes hullámhosszától és az objektív file:///D|/szervezettan/jegyzet anyaga/mikroszkop.htm (2 of 5) [2010.03.09. 9:28:16]
Új lap - 1
numerikus apertúárjától függ. Fehér fény használatakor tehát a feloldóképességét csak a numerikus apertúra növelésével fokozhatjuk. A numerikus apertúra a fényképezõgéplencsék fényerejéhez hasonló fogalom: a tárgy és az objektív között lévõ közeg törésmutatójának és az objektívbe lépõ sugárkúp fél nyílásszöge sinusának szorzata. Az apertúra növelése érdekében egyes objektívek úgy vannak szerkesztve, hogy frontlencséjük a tárgyra cseppentett, meghatározott törésmutatójú folyadékba meríthetõ. (Ezek " immerziós " objektívek. " Szárazon " nem használhatók!) Homogén immerzió esetén az üvegével megegyezõ (n=1,25) törésmutatójú folyadékot kell használnunk. A törésmutató szempontjából immerziós olajnak igen alkalmas a cédrusolaj (n=1,515). A tárgylencsén maradt cédrusolajat használat után benzinbe mártott puha vászondarabbal távolítsuk el. A gyakorlatban a cédrusolajat paraffinolajjal (n= 1,482) helyettesíthetjük. Ez utóbbinak elõnye, hogy állás közben nem változik, és így a lencsérõl bármikor könnyen letörölhetõ. A mikroszkópban megfigyelhetõ kép mélységi élessége (az egymás alatti tárgyrétegek egyidejû ábrázolása) fordított viszonyban áll a numerikus apertúrával és a nagyítással. Az azonos gyártmányú és típusú objektívek egymás között kiegyenlítettek, azaz váltásukkor legfeljebb a mikroszkóp finombeállító - csavarjával kell a kép élességét utána állítanunk. Immerziós objektívre való áttérés elõtt azonban a durvabeállító - csavarral emeljük fel a tubust, és a sugármenetbe iktatott objektívet oldalról figyelve bocsássuk bele az immerziós folyadékba. Az objektívek kiegyenlítettsége azt is jelenti, hogy a tárgytól a képig terjedõ távolság (a tárgytávolság és a képtávolság összege) minden objektívnél azonos. Az egyik nagyításról a másikra való gyors áttérés érdekében a tárgylencsék a mikroszkóp csövének (tubusának) alsó végéhez rögzített, csonka kúp alakú revolverbe vannak - szabványos menettel - becsavarva, és ily módon a revolver elforgatásakor más és más objektív kerül a mikroszkóp optikai tengelyébe. Az objektívbõl a sugarak a mikroszkóp csövébe jutnak, amely az objektív és az okulár közötti meghatározott távolságot biztosítja. A tubusok szabványos átmérõjû felsõ végébe az okulárt egyszerûen besüllyesztjük. A két szem fénytörése között lévõ esetleges különbség kiegyenlítésére a binokuláris tubus egyik csövének hosszúsága csavarmenettel változtatható. Mindkét csõbe azonos típusú és nagyítású okulárt teszünk, majd a fix csõben a képet a mikroszkóp beállító csavarjaival élesre állítjuk. Ezek után a másik csõ szabályozógyûrûjét addig forgatjuk, míg ott is éles képet nem kapunk. A binokuláris tubus két okulárjának távolságát a pupillatávolságnak megfelelõen változtathatjuk. Az objektívek által alkotott különbözõ nagyítású fordított valódi (reális) képek mindig ugyanazon helyen ,(az okulár fényrekeszének síkjában), az elülsõ gyújtósíkban keletkeznek, és így a látómezõt is ezen rekesz határolja. A valódi képet az okulár felsõ gyûjtõlencséjével (a tulajdonképpeni szemlencsével) szemléljük, amely arról - minthogy gyújtótávolságában vagy azon belül helyezkedik el - nagyított, egyenes állású (a tárgyhoz viszonyított fordított), virtuális képet ad. A sugárnyalábok az okulár felett (a megfigyelõ szemének pupillájában) keresztezõdnek, majd a szem lencséje által egyenesítve a retinán valódi képet alkotnak. Az ehhez szükséges akkomodációtól függõen a vizsgáló számára úgy tûnik, mintha a sugarak a tisztánlátás távolságában vagy azon túl, a végtelenben lévõ, nagyméretû virtuális képrõl érkeznének. Ha a tubust süllyesztjük, a reális kép feljebb kerül és az okulárból kilépõ sugarak növekvõ divergálása miatt szemünknek fokozottan kell alkalmazkodnia. Rövidlátóknak - szemüveg nélkül - ez a beállítás megfelelõ. A tubust felemelve, a reális kép az okulár fényrekesze alatt jön létre. Ekkor az okulárból konvergáló sugarak nyalábjai lépnek ki, amelyek az
file:///D|/szervezettan/jegyzet anyaga/mikroszkop.htm (3 of 5) [2010.03.09. 9:28:16]
Új lap - 1
alkalmazkodás teljes megszüntetésekor is a retina elõtt egyesülnek. Így vizuális képet nem kapunk, de a létrejött másodlagos valódi képet mikrofotografáláskor hasznosíthatjuk. Az okulárok nagyítását a tisztánlátás távolságában keletkezõ virtuális képre vonatkoztatjuk. Ezen nagyítás egyenlõ a tisztánlátás távolságának (250mm) és az okulár gyújtótávolságának hányadosával. A leghasználatosabbak a 10x-es és a 12,5x-es nagyítású okulárok. A vizuális megfigyelésre használt mikroszkóp nagyítását monokuláris egyenes tubus alkalmazása esetén az objektív és az okulár saját nagyításának szorzata adja meg. Binokuláris ferde tubus, váltótubus vagy polarizációs tubus használatakor a kapott számot még a tubuson feltüntetett nagyítási tényezõvel is meg kell szoroznunk. Minthogy a mikroszkóp feloldóképességét az objektív numerikus apertúrája már eleve meghatározza, az „okulár - nagyítás” fokozásának csupán addig van értelme, míg az objektív által feloldott részletek már jól megkülönböztethetõk. A gyakorlatban általában közepes nagyítású okulárt használunk, ha a nagyítás fokozása szükséges az objektívet váltjuk revolverrel. A mikroszkóp megvilágító berendezésének biztosítania kell, hogy a tárgyat kellõen nagy, szabályozható nyílásszögû sugarak világítsák át és a látótér megvilágítása a legkisebb nagyítású objektívekkel is teljesen egyenletes legyen. A megvilágító berendezésnek a tárgyhoz legközelebb fekvõ tagja a kondenzor. Közvetlenül a tárgyasztal alatt elhelyezkedõ, fogasléccel emelhetõ és süllyeszthetõ gyûjtõlencserendszer, amely a bejutott párhuzamos sugárnyalábokat a tárgy síkjában egyesíti. A legfelsõ helyzetben frontlencséje kb. 0,1 mm távolságra van a tárgylemez alsó felszínétõl. A kondenzorok numerikus apertúráját az objektívekéhez hasonlóan értelmezzük. Általános használatra megfelelõ az egyszerû, ún. Abbe-féle kondenzor. A kondenzor alsó gyújtósíkjában ív alakú lemezkékbõl álló fényrekesz (apertúrarekesz) található. Ennek segítségével az áthaladó sugárnyalábok keresztmetszetét változtathatjuk, és ezáltal szabályozhatjuk a metszetet megvilágító sugárkúpok nyílásszögét , ill. a kondenzor (közvetve) az objektív apertúráját . (A rekesz állása a tárgy megvilágított területének nagyságát nem befolyásolja.) Az objektív feloldóképességének teljes kihasználása érdekében a kondenzor apertúrájának - elméletileg - el kell érnie az objektív névleges apertúráját. Amennyiben a kondenzor frontlencséje és a tárgylemez között levegõ van, az apertúra legfeljebb 1.0 lehet. Ha ennél nagyobb apertúra szükséges, a tárgylemez és a kondenzor frontlencse - közé is immerziós olajat cseppentünk (kondenzor - immerzió). A korszerû mikroszkópokon revolverrel váltható kondenzorokból és az ún. pankratikus lencserendszerbõl álló belsõ megvilágító berendezés található. Az apertúrarekesz alatti foglalatban színszûrõt, ill. fénytompító homályos üveglapot vagy semleges szürke szûrõt (használt röntgenfilmbõl is készíthetõ) helyezhetünk el. Vizuális megfigyeléshez halványkék szûrõ vagy kék, homályos üveg alkalmas, mely az izzólámpa fényének sárga sugarait visszatartja és összetételét a napfényéhez hasonlóvá teszi. A színtelen szûrõvel a hõsugarakat szûrhetjük ki. A külsõ megvilágítású mikroszkóp világítását kisfeszültségû (6v / 15w) izzólámpa szolgáltatja. A fényforrás teljesítményének jobb kihasználása végett a fényt egy konvexlencse (kollektorlencse) gyûjti össze, és egy síktükör irányítja felfelé, a kondenzorba. A tükör és a lencse között a szabályozható látómezõrekesz található. Beépített megvilágító berendezésnél a fenti szerkezeti elemek a mikroszkóp talpazatában foglalnak helyet, különálló mikroszkóplámpa esetében a kollektorkencse és a látómezõrekesz a lámpába van beépítve. Az ismertetett szerkezeti részeket (tárgyasztal, tubus, megvilágító-berendezés) az állvány (statív) köti össze, mely a
file:///D|/szervezettan/jegyzet anyaga/mikroszkop.htm (4 of 5) [2010.03.09. 9:28:16]
Új lap - 1
talpazaton nyugszik és a beállító szerkezetet is magába foglalja. A mikroszkóp élesre állítására a durva - (makrométer) és a finombeállító - csavar (mikrométer) szolgál. Az elõbbi fogasléccel, az utóbbi emelõrendszerrel változtatja az objektív és a tárgy közötti távolságot. Az újabb mikroszkópokon a két csavar többnyire koncentrikusan, együtt helyezkedik el. A finombeállító - csavaron lévõ dob beosztása segítségével a metszet vastagságát is megmérhetjük. Élesre állítjuk a metszet legfelsõ, majd a legalsó síkját és leolvassuk. hogy ehhez a dobot mennyire kellett elfordítani. (Egy osztás rendszerint 2 mikrom-nek felel meg ) A finombeállító - csavar, amely a mikroszkóp legkényesebb mechanikai része, csupán néhány mm-es elmozdulást tesz lehetõvé, és végsõ helyzeteiben forgása megakad. A tárgyat mindig elõbb a durva csavarral állítsuk be megközelítõleg élesre, és csupán a további állítást végezzük a finomcsavarral. A mikroszkópot portól való megóvása érdekében, használaton kívül fedjük le vászon takaróval vagy mûanyag huzattal. Tisztítására puhaszõrû ecsetet használjunk. A lencsékrõl a porszemeket külön erre a célra szolgáló ecsettel, az egyéb szennyezõdést puha vászonnal távolítsuk el. A tubusba mindig tartsuk benne az okulárt, nehogy az objektív hátulsó lencséje beporosodjon. A mûszert szilárd, rezgésmentes asztalon helyezzük el úgy, hogy a munkahelyet direkt napfény ne érje. A szék magassága állítható legyen, hogy a vizsgáló kényelmes testtartásban nézhessen az okulárba.
file:///D|/szervezettan/jegyzet anyaga/mikroszkop.htm (5 of 5) [2010.03.09. 9:28:16]
